化学反应原理讲稿.ppt

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1、关于化学反应原理第一页，讲稿共九十二页哦联想联想质疑质疑化学反应中常伴随有能量变化，结合前面知识思考:1 1、化学反应中为什么有能量变化、化学反应中为什么有能量变化?3 3、例举生产生活中常见的化学反应能量变化的应用、例举生产生活中常见的化学反应能量变化的应用.化学反应中化学反应中释放与吸收释放与吸收能量与我们生活息息相关，这就需要一个能量与我们生活息息相关，这就需要一个化学量化学量来定量描述研究反应热来定量描述研究反应热2 2、哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？、哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？4 4、如何定量描述一个化学反应释放或吸收的热量？、如何定量描述一个化学反应释放或吸

2、收的热量？5 5、用什么方法可以准确地测量这些热量？、用什么方法可以准确地测量这些热量？6 6、通过理论方法如何计算这些热量？、通过理论方法如何计算这些热量？第二页，讲稿共九十二页哦v所有的化学反应都有能量的变化，其中大部所有的化学反应都有能量的变化，其中大部分都是分都是热量热量的变化的变化v化学反应包括两个过程：化学反应包括两个过程：打断旧键打断旧键和和形成新形成新键键，前者，前者吸收吸收能量，后者能量，后者放出放出能量，这两个能量，这两个过程的能量不同，所以有能量变化，整个反过程的能量不同，所以有能量变化，整个反应放热还是吸热取决于两个过程能量的相对应放热还是吸热取决于两个过程能量的相对大

3、小。大小。第三页，讲稿共九十二页哦常见的放热反应常见的放热反应吸热反应吸热反应常见的放热反应常见的放热反应活泼金属与水或酸的反应。如活泼金属与水或酸的反应。如2Al+6HCl2Al+6HCl2AlCl2AlCl3 3+3H+3H2 2酸碱中和反应。如酸碱中和反应。如2KOH+H2KOH+H2 2SOSO4 4K K2 2SOSO4 4+2H+2H2 2O O 燃烧反应。如燃烧反应。如C C、COCO、C C2 2H H5 5OHOH等的燃烧等的燃烧多数化合反应。如多数化合反应。如NaNa2 2O+HO+H2 2O O 2NaOH2NaOH，SOSO3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO

4、4 4第四页，讲稿共九十二页哦常见的吸热反应常见的吸热反应多数分解反应，如多数分解反应，如CaCOCaCO3 3 CaO+COCaO+CO2 22NH2NH4 4ClCl（s s）+Ba(OH)+Ba(OH)2 28H8H2 2O O（s s）BaClBaCl2 2+2NH+2NH3 3+10H+10H2 2O OC(s)+HC(s)+H2 2O(g)CO+HO(g)CO+H2 2COCO2 2+C 2CO+C 2CO高温高温高温高温高温高温第五页，讲稿共九十二页哦为了更准确的描述反应，我们引入了反应热的定义。为了更准确的描述反应，我们引入了反应热的定义。一、反应热的涵义一、反应热的涵义1 1

5、、化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，、化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量为该反应在此温度下的热效应。反应所释放或吸收的热量为该反应在此温度下的热效应。2 2、符号：用、符号：用Q Q表示表示 Q0Q0，表示放热；，表示放热；Q0Q0，表示吸热；，表示吸热；3 3、单位：、单位：J/molJ/mol或或kJ/molkJ/mol如何获得一个反应的反应热呢？如何获得一个反应的反应热呢？第六页，讲稿共九十二页哦为了测定反应热，专门设计了测量的仪器：为了测定反应热，专门设计了测量的仪器：量热计量热计 简易简易量热量热计示计示意图意图第七页，讲稿共九十二页哦如何求

6、算一个体系放出或吸收的热量呢？如何求算一个体系放出或吸收的热量呢？Q=-C(TQ=-C(T2 2-T-T1 1)-C-C0 0m(Tm(T2 2-T-T1 1)CC热容，当物质吸收热量温度升高时，温度每升高热容，当物质吸收热量温度升高时，温度每升高1K1K所吸收的热量，称为该物质的热容；所吸收的热量，称为该物质的热容；C C0 0比热容，单位质量物质的热容；比热容，单位质量物质的热容；TT热力学温度，也叫开尔文温度，热力学温度，也叫开尔文温度，单位为单位为k k，T(k)=t(T(k)=t(0 0c)+273.15c)+273.15第八页，讲稿共九十二页哦实验目的：实验目的：实验原理：实验原理

7、：实验测定的数值：实验测定的数值：测定中和反应的反应热测定中和反应的反应热Q=-C(TQ=-C(T2 2-T-T1 1)或或Q=-cm(TQ=-cm(T2 2-T-T1 1)T T2 2和和T T1 1第九页，讲稿共九十二页哦中和中和的测定的测定第十页，讲稿共九十二页哦在测定过程中应注意什么问题在测定过程中应注意什么问题(1)用保温性能好的仪器测量。(2)混合好后，迅速盖好装置盖子，减少热量的损失。(3)所用药品浓度的配制须准确,用强酸和强碱溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的温度计，读数尽可能准确，且估读至小数点后二位。同时应注意水银球部位要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后

8、再读数，以提高所测的精度。(5)记录最高温度。第十一页，讲稿共九十二页哦当当H为为“”（H0）时，为吸热反应）时，为吸热反应第十二页，讲稿共九十二页哦基本规律：基本规律：所有的水解和电离过程都是吸热反应所有的水解和电离过程都是吸热反应燃烧反应、中和反应都是放热反应燃烧反应、中和反应都是放热反应大多数分解反应都是吸热反应大多数分解反应都是吸热反应大多数化合反应都是放热反应大多数化合反应都是放热反应也有例外：也有例外：H2+I2=2HIN2 +O2=2NOC +H2O(g)=CO+H2N2O4=2NO2氢氧化钡与铵盐的反应氢氧化钡与铵盐的反应第十三页，讲稿共九十二页哦例例 1 1：1molC1mo

9、lC与与1molH1molH2 2O(g)O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)lmol CO(g)和和1mol H1mol H2 2(g)(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ131.5kJ的热量，该反应的热量，该反应的反应热为的反应热为H=H=kJ/molkJ/mol。例例 2 2：拆开：拆开 lmol Hlmol HH H键、键、lmol Nlmol NH H键、键、lmolNNlmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946kJ946kJ，则，则1mol 1mol N N2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为 1mol

10、 H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的的反应热为反应热为。131.5131.5-92KJ/mol-92KJ/mol-30.6KJ/mol-30.6KJ/mol练练 习习第十四页，讲稿共九十二页哦三、热化学方程式三、热化学方程式什么是热化学方程式？什么是热化学方程式？表示参加反应物质的量和反应热的关系表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。的化学方程式，叫做热化学方程式。第十五页，讲稿共九十二页哦意义意义:热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。也表明了化学反应中的能量变化。第十六页，

11、讲稿共九十二页哦热化学方程式热化学方程式与一般的化学方程式不同与一般的化学方程式不同(1)(1)书写热化学方程式要注明反应的温度和压强，书写热化学方程式要注明反应的温度和压强，(为为什么？什么？)而常温、常压可以不注明；而常温、常压可以不注明；(2)(2)热化学方程式要标明物质的状态：固体热化学方程式要标明物质的状态：固体ss，液体，液体l l，气体，气体gg；溶液中的溶质；溶液中的溶质 aq(aq(为什么要标出？为什么要标出？)(3)(3)方程式后要隔一空格标出反应热方程式后要隔一空格标出反应热H H，吸热为，吸热为“”，放热为，放热为“”，反应热数值要与化学式前，反应热数值要与化学式前系数

12、对应；系数对应；(4)(4)方程式中的计量系数表示实际反应的物质的物质方程式中的计量系数表示实际反应的物质的物质的量，可以是整数也可以是分数。的量，可以是整数也可以是分数。第十七页，讲稿共九十二页哦例例 题题1、当、当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应反应生成生成2mol气态气态HCl，放出，放出184.6KJ的热的热量，请写出该反应的热化学方程式。量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6KJ/mol第十八页，讲稿共九十二页哦写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式课堂练习课堂练习1、1molN2(g)与适量与适量O2

13、(g)反应生成反应生成NO(g)，需，需吸收吸收68kJ的热量；的热量；2、2molCu(s)与适量与适量O2(g)反应生成反应生成CuO(s)，放出放出314kJ热量；热量；第十九页，讲稿共九十二页哦3、1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程热量，写出硫燃烧的热化学方程式。式。4、4g CO在氧气中燃烧生成在氧气中燃烧生成CO2，放出，放出 9.6kJ热量，写出热量，写出CO燃烧的热化学方程燃烧的热化学方程式。式。第二十页，讲稿共九十二页哦5、已知、已知 H2(g)1/2O2(g)H2O(g)H1=a kJ/mol2H2(g)O2(g

14、)2H2O(g)H2=b kJ/molH2(g)1/2O2(g)H2O(l)H3=c kJ/mol2H2(g)O2(g)2H2O(l)H4=d kJ/mol则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b0 C第二十一页，讲稿共九十二页哦6 6、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：为：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)H=572 kJ/mol H=572 kJ/mol CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H

15、2 2O(l)O(l)H=890 kJ/mol H=890 kJ/mol由由1mol 1mol 氢气和氢气和2mol2mol甲烷组成的混合气体在上甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。2066KJ第二十二页，讲稿共九十二页哦四、燃烧热四、燃烧热1 1、概念：、概念：2525，101KPa101KPa时，时，1mol1mol纯物质完全燃烧生成纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量，叫做该物质的燃烧热稳定的化合物时放出的热量，叫做该物质的燃烧热注：注：A、HFe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+阳极阳极：_电子，发生电

16、子，发生_反应，离子反应，离子_ 越强，反应越容易。越强，反应越容易。当阳极为惰性电极当阳极为惰性电极(石墨、铂、金石墨、铂、金)时时,常见阴常见阴离子放电顺序：离子放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 F-得得还原还原氧化性氧化性失失氧化氧化还原性还原性第四十四页，讲稿共九十二页哦分析电解反应的一般思路：分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子判断放电顺序判断放电顺序根据根据阳极氧化阳极氧化，阴极还原阴极还原分析得出产物分析得出产物离子在电场作用下怎样移动阴阳离子在电场作用下怎样移动阴阳两极附近有哪些离子两极附近有哪些离子阴极：氧化性阴极：氧化性

17、 Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+阳极：还原性阳极：还原性S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 F-第四十五页，讲稿共九十二页哦活动与探究活动与探究向氯化铜溶液中通入直流电向氯化铜溶液中通入直流电第四十六页，讲稿共九十二页哦阳极阳极:Cl-OH-阴极阴极:CuH+2Cl-2e-=Cl2Cu +2e-=Cu CuCl2 =Cu+Cl2 电解电解第四十七页，讲稿共九十二页哦第四十八页，讲稿共九十二页哦将锌片插入稀硫酸中将锌片插入稀硫酸中现象现象：锌片上有气泡产生锌片上有气泡产生Zn+2H+=Zn2+H2失失2e-得得2e-(氧化还原反应氧化还原反应)第四十九

18、页，讲稿共九十二页哦将铜片插入稀硫酸中将铜片插入稀硫酸中现象现象：无明显现象无明显现象第五十页，讲稿共九十二页哦锌片和铜片一起插入稀硫酸中锌片和铜片一起插入稀硫酸中现象现象：锌片上有气泡产生锌片上有气泡产生,铜片上无明显现象铜片上无明显现象第五十一页，讲稿共九十二页哦1 1在锌片和铜片之间连接上导线在锌片和铜片之间连接上导线 现象现象：铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生2用导线在锌片和铜片之间连一电流计用导线在锌片和铜片之间连一电流计现象现象：电流计指针发生偏转电流计指针发生偏转3、记录指针偏转记录指针偏转方向方向第五十二页，讲稿共九十二页哦1铜片上的气泡是什么铜片上的气泡是什么？H2 有电流产

19、生，因为在锌片和铜片有电流产生，因为在锌片和铜片之间发生了电子的定向移动之间发生了电子的定向移动3电流计的指针为什么会发生偏转？电流计的指针为什么会发生偏转？2气体是怎么产生的气体是怎么产生的？2H+得到得到 2e2e-生成生成H2第五十三页，讲稿共九十二页哦原电池微观原理图思考：思考：在此装置中发生了什么能量转化呢在此装置中发生了什么能量转化呢?化学能化学能电能电能第五十四页，讲稿共九十二页哦原电池的定义：原电池的定义：将化学能转化为电能的装置将化学能转化为电能的装置第五十五页，讲稿共九十二页哦如何用反应式分别表示锌片和铜片上的变化呢？如何用反应式分别表示锌片和铜片上的变化呢？锌片锌片：Zn

20、-2e-=Zn2+铜片：2H+2e-=H2氧化还原Zn+2H+=Zn2+H2 原电池的总反应式原电池的总反应式：发生了发生了（）反应）反应 发生了发生了（）反应）反应属于（属于（氧化还原氧化还原）反应）反应第五十六页，讲稿共九十二页哦将一干电池与电流计相连，使指针偏转方向与将一干电池与电流计相连，使指针偏转方向与实验实验四四的偏转方向一致。的偏转方向一致。由此可判断出铜由此可判断出铜-锌原电池的正极是（锌原电池的正极是（），负极），负极是（是（）。电子从较活泼的）。电子从较活泼的()()流向较不活泼的流向较不活泼的()()。铜铜锌锌锌锌铜铜第五十七页，讲稿共九十二页哦 在原电池中，电子从负极流

21、到正极。1在原电池中，电子流动方向是怎样的？2能否通过两极物质的活泼性强弱判断出原电池的正负两极呢？能，较活泼的作负极，较不活泼的作正极第五十八页，讲稿共九十二页哦活泼性不同原电池的正负极 第五十九页，讲稿共九十二页哦H+（1）Zn是（）极，Cu是（）极。（2）活泼性Zn负正（3）硫酸在溶液中能电离出（）和（），这样可使整个装置形成闭合回路。SO42-CuCu Zn稀硫酸 SO42-H+H+第六十页，讲稿共九十二页哦原料：铁片、锌片、碳棒、导线、稀硫酸、电流计要求：（1）设计出一套原电池装置（2）画出简单装置图，标出正负极（3）写出电极反应式第六十一页，讲稿共九十二页哦Fe正正负负Zn稀硫酸稀

22、硫酸C正正负负Fe稀硫酸稀硫酸C正正负负Zn稀硫酸稀硫酸负极负极:Zn-2e-=Zn2+负极负极:Fe-2e-=Fe2+负极负极:Zn-2e-=Zn2+正极正极：2H+2e-=H2正极正极：2H+2e-=H2正极正极：2H+2e-=H2第六十二页，讲稿共九十二页哦CFe稀硫酸(A)ZnCu酒精(B)CuZn稀硫酸(D)ZnZn(E)稀硫酸FeZn稀硫酸(C)(C)第六十三页，讲稿共九十二页哦1有两种活泼性不同的金属（或碳棒）作电极 2电极材料均插入电解质溶液中3形成闭合回路第六十四页，讲稿共九十二页哦原电池定义原理形成条件化学能负极：发生氧化反应电能正极：发生还原反应两个电极电解质溶液闭合回路

23、一第六十五页，讲稿共九十二页哦二给你任意一个氧化还原反应，从原理上你能否设计出一套对应的原电池装置？能第六十六页，讲稿共九十二页哦利用氧化还原反应Fe+2FeCl3=3FeCl2，选择合适的电极材料，设计一套原电池装置，并写出电极反应式。负极：Fe Fe 2e-=Fe2+正极：C（或Cu等）2Fe3+2e-=2Fe2+第六十七页，讲稿共九十二页哦1往盛有锌粒的试管内加入稀硫酸 现象：2再加入少量硫酸铜溶液 现象：产生气泡气泡产生速度加快第六十八页，讲稿共九十二页哦稀硫酸Zn示意图CuSO4溶液CuZn第六十九页，讲稿共九十二页哦原因：锌置换出铜，形成铜-锌原电池，加快了反应速度。思考：气泡产生

24、速度为何加快？第七十页，讲稿共九十二页哦将铁片和碳棒一起插入自来水中，并用导线与电流计相连接现象：电流计指针发生偏转第七十一页，讲稿共九十二页哦1该装置是否是原电池？2负极是（），正极是（）。铁片碳棒3长时间放置，铁片质量会（）。是减少 第七十二页，讲稿共九十二页哦第七十三页，讲稿共九十二页哦稀硫酸ZnZn示意图CuSO4溶液Cu第七十四页，讲稿共九十二页哦 CX、Y、Z均为金属，X与Z组成原电池时，Z是原电池的正极，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极。则X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为（）A、X Y Z B、X Z Y C、Y X Z D、Y Z X第七十五页，讲稿共九十二页哦Cu Zn稀硫

25、酸e-H+e-H+HHH2Zn2+第七十六页，讲稿共九十二页哦第七十七页，讲稿共九十二页哦我们所学的原电池的缺点：我们所学的原电池的缺点：实用电池的特点：实用电池的特点：反应一段时间后，铜极上聚集了许多氢气泡，反应一段时间后，铜极上聚集了许多氢气泡，把铜极与硫酸隔开就不再产生电流，且携带不把铜极与硫酸隔开就不再产生电流，且携带不方便。方便。能产生稳定且具有较高电压的电流；能产生稳定且具有较高电压的电流；安全且携带方便；安全且携带方便；能适用特殊用途；能适用特殊用途；便于回收处理，不污染环境或对环境产生影响小。便于回收处理，不污染环境或对环境产生影响小。第七十八页，讲稿共九十二页哦（3）燃料电池

26、）燃料电池 又称为连续电池，一般以天然燃料或其又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。化学电源分类化学电源分类（2）二次化学电源）二次化学电源 二次电池在放电后经充电可使电池中的二次电池在放电后经充电可使电池中的活性物质恢复工作能力。铅蓄电池和可充电电池都是二次电池。活性物质恢复工作能力。铅蓄电池和可充电电池都是二次电池。（1）一次化学电源）一次化学电源 电池中的反应物质进行一次氧化还原反电池中的反应物质进行一次氧

27、化还原反应并放电之后，就不能再次利用，如干电池。应并放电之后，就不能再次利用，如干电池。第七十九页，讲稿共九十二页哦二，认识几种电池二，认识几种电池锂电池锂电池干电池干电池叠层电池叠层电池纽扣电池纽扣电池各类电池各类电池第八十页，讲稿共九十二页哦第八十一页，讲稿共九十二页哦碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵做电解质，结构如图做电解质，结构如图138所示，所示，其电极反应为：其电极反应为：第八十二页，讲稿共九十二页哦正极材料上涂有棕正极材料上涂有棕褐色的褐色的PbOPbO2 2，负极，负极材料是海绵状的金材料是海绵状的金属铅，两极浸在属铅，两极浸在H H2 2S

28、OSO4 4溶液中。写出溶液中。写出电极反应式。电极反应式。第八十三页，讲稿共九十二页哦铅蓄电池是铅蓄电池是二次二次电池，能电池，能放电放电又能又能充电充电。放电是放电是原电池原电池原理；原理；充电是充电是电解电解原理原理第八十四页，讲稿共九十二页哦同时将电极产物不断排出电池。同时将电极产物不断排出电池。第八十五页，讲稿共九十二页哦第八十六页，讲稿共九十二页哦第八十七页，讲稿共九十二页哦3.3.氢氧燃料电池氢氧燃料电池交流交流研讨研讨 图图1-3一一10为一种氢氧燃料电池结构为一种氢氧燃料电池结构示意图，电解质溶液为示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极溶液，电极材料为石墨，氢气和氧气材料为石墨

29、，氢气和氧气(或空气或空气)源源源源不断地通到电极上。请你写出该电池的不断地通到电极上。请你写出该电池的电极反应和电池反应。电极反应和电池反应。第八十八页，讲稿共九十二页哦氢氧燃料电池的电极反应为：氢氧燃料电池的电极反应为：电池反应为：电池反应为：燃料电池优点燃料电池优点:能量利用效率高、可连续使能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点用和污染轻等优点第八十九页，讲稿共九十二页哦在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：第九十页，讲稿共九十二页哦34第九十一页，讲稿共九十二页哦感谢大家观看感谢大家观看9/5/2022第九十二页，讲稿共九十二页哦